JP6760808B2

JP6760808B2 - 取鍋のれんがのウエアライニング構造

Info

Publication number: JP6760808B2
Application number: JP2016183252A
Authority: JP
Inventors: 雅之江上; 知幸寺坂
Original assignee: Krosaki Harima Corp
Current assignee: Krosaki Harima Corp
Priority date: 2016-09-20
Filing date: 2016-09-20
Publication date: 2020-09-23
Anticipated expiration: 2036-09-20
Also published as: JP2018047479A

Description

本発明は、溶銑や溶鋼の運搬又は精錬処理を行うために使用する溶銑鍋や溶鋼鍋等の取鍋のれんがのウエアライニング構造に関する。なお、本明細書では「ウエアライニング構造」のことを単に「ライニング構造」ともいう。

取鍋は鉄皮の内側に耐火物がライニングされ、内側の耐火物は溶融物と接触する部位に施工されるウエアライニングと、このウエアライニングと鉄皮との間に施工されるパーマネントライニングとの２層あるいは２層以上に分けてライニングされる。
そして、取鍋の壁のウエアライ二ングにおいて、スラグによる溶損が大きな部位はスラグラインと呼ばれている。さらにスラグラインよりも上側がフリーボード、スラグラインより下側がメタルラインとそれぞれ呼ばれている。
例えば溶鋼鍋は、スラグラインの損耗が大きいため、このスラグラインには内張りれんがとして耐スラグ性の優れるマグネシアカーボンれんがが一般的に使用されている。ところが、このマグネシアカーボンれんがでも損耗が大きく現在も寿命のネックとなっている。なお、スラグライン以外の部分は使用条件に応じてキャスタブルあるいはれんがが施工される。

このスラグラインの損耗要因の１つとして水平目地の開きが挙げられる。図５は従来の溶鋼鍋のスラグラインの内面の展開図の一部で、通常は築炉作業能率の面から水平目地８が連続するようにれんが４が配置されている。しかし、このように水平目地が連続するようにれんがを配置した場合、図６の断面図に示すように水平目地８が先行溶損する場合が多い。すなわち、溶鋼鍋の使用に伴いれんが４は溶鋼鍋の高さ方向（鉛直方向）に膨張と収縮を繰り返すため、水平目地８に隙間が生じ、この隙間部分から溶損が進行する。通常は、この水平目地開きを防止するために、溶鋼鍋の天端がれんがの膨張を押える構造になっているが、水平目地開きの抑制効果は十分ではない。ここで水平目地とは取鍋を床面に置いたときに床面と平行になる方の目地のことである。さらに垂直目地とは床面と垂直になる方の目地である。

また、特許文献１には、水平目地開きを防止するために、スラグラインのマグネシアカーボンれんがの高さを７０〜１２０ｍｍとし横目地数を増やすことが開示されている。横目地数を増やすことでれんがの膨張量を吸収できるため、水平目地開きを抑制できるとしている。しかし、このように横（水平）目地の数を増やしても、１箇所でも目地の開きが生じると水平方向の目地の損耗が急減に進行してしまい、スラグラインの耐用性向上効果は小さい。

また、特許文献２には、鉄皮の頂部内側と頂部外側がそれぞれ内側耐火物と外側耐火物で覆われている取鍋が開示さている。これによって鉄皮頂部への溶鋼及びスラグの付着を防止すると共に、鉄皮頂部への熱負荷を従来よりも低減でき、鉄皮頂部の変形を抑制、更には防止して、その長寿命化を図ることが可能であるとしている。しかし、このように鉄皮頂部への熱負荷を低減しても、れんがの高さ方向への膨張力が大きいため押え金物が変形してしまい、依然として水平目地が開いてしまう問題がある。

実願昭６２−１６９７８３号（実開平１−７２９６３号）のマイクロフィルム特開２００７−２６０６９９号公報

本発明が解決しようとする課題は、取鍋のスラグラインの水平目地開きを抑制してスラグラインの耐用性を向上することができる取鍋のれんがのウエアライニング構造を提供することにある。

本発明によれば、次の（１）及び（２）の取鍋のれんがのウエアライニング構造が提供される。
（１）取鍋のれんがのウエアライニング構造において、スラグラインでは垂直目地が連続し水平目地が連続していないことを特徴とする取鍋のれんがのウエアライニング構造。
（２）
前記スラグラインにおいて、周方向に隣接するれんが間の最も近い水平目地どうしの高さの差が、高さが高い方のれんがの高さの１０〜４０％である（１）に記載の取鍋のれんがのウエアライニング構造。

本発明の取鍋のれんがのウエアライニング構造によれば、水平目地が連続していないので水平目地開きを抑制することができ、その結果、取鍋のスラグラインの耐用性を向上することができる。

本発明の一実施形態（第１実施形態）によるライニング構造を説明するためのスラグライン及びフリーボードの内面の展開図の一部である。本発明の他の実施形態（第２実施形態）によるライニング構造を説明するためのスラグライン及びフリーボードの内面の展開図の一部である。図１及び図２のライニング構造に使用するれんが（内張りれんが）の斜視図である。溶鋼鍋の縦断面図である。従来の溶鋼鍋のスラグラインのれんがのライニング構造を説明するためのスラグラインの内面の展開図の一部である。従来のライニング構造における水平目地部分の溶損状態を説明するための断面図である。

図１は、本発明の一実施形態（第１実施形態）によるライニング構造を説明するためのスラグライン及びフリーボードの内面の展開図の一部である。図２は、本発明の他の実施形態（第２実施形態）によるライニング構造を説明するためのスラグライン及びフリーボードの内面の展開図の一部である。図３は、図１及び図２のライニング構造に使用するれんが（内張りれんが）の斜視図である。図４は、溶鋼鍋の縦断面図である。

図４を参照すると、溶鋼鍋１では、鉄皮２の内側に不定形耐火物３が施工され、さらにその内側にれんが４がライニングされている。このれんが４による壁（ウエアライニング）は、上からフリーボード５、スラグライン６、メタルライン７と呼ばれている。そしてスラグラインとは使用中にスラグによる損耗が大きな部分で、図４においては高さ２３０ｍｍのれんが４の３段分で、その高さは約６９０ｍｍである。

図１に示す第１実施形態では、スラグライン及びフリーボードにおいて、高さの異なる２種類のれんが４Ａとれんが４Ｂとを使用して水平目地８が連続しないようにライニングしている。具体的には、れんが４Ａは図３において高さＨが２３０ｍｍで、れんが４Ｂは図３において高さＨが１１５ｍｍである。そして、図１において、れんが４Ａ間の水平目地８Ａと、れんが４Ａと周方向に隣接しているれんが４Ｂ間の水平目地８Ｂとの高さの差Ｃ１は１１５ｍｍとなる。つまり、周方向に隣接するれんが間の最も近い水平目地どうしの高さの差は、高さが高い方のれんが４Ａの高さの５０％となっている。

また、メタルラインはれんが４Ａと同じ寸法のマグネシアカーボンれんがが、図５と同じ形態で水平目地が連続するようにラインニングされている。さらに、敷９（図４参照）には、アルミナマグネシアカーボンれんががライングされている。

なお、メタルラインのれんがのライング構造は図５のような水平目地が連続ししかも垂直目地が連続しないような構造とすることが好ましい。溶鋼鍋では、メタルラインは垂直目地の損傷が大きいため、図１のような垂直目地が連続する場合には垂直目地の先行損耗が溶鋼鍋の寿命のネックとなる場合があるためである。

一方、図３に示す第２実施形態では、周方向に隣接するれんが４Ｃ，４Ｄ間の最も近くにある水平目地８Ｃ，８Ｄどうしの高さの差が、高さが高い方のれんが４Ｃの高さの３２％になるようにれんが４Ｃ及びれんが４Ｄがスラグラインとフリーボードにライニングされている。れんが４Ｃは図３において高さＨが２５０ｍｍで、れんが４Ｄは図３において高さＨが１７０ｍｍである。そして、最も近くにある水平目地８Ｃと水平目地８Ｄとの高さの差Ｃ２は８０ｍｍである。

これらの実施形態のように、スラグラインにおいて水平目地が連続しないようにれんがを配置することで、これらのれんががライニングされたスラグラインが鉛直方向に膨張収縮を繰り返しても水平目地が連続していないため、水平目地の開きを防止することができる。また、仮に１箇所の水平目地が開いて隙間が生じたとしても、他の水平目地とは連続していないため、隙間が水平方向に連続することはない。また、これらの実施形態ではスラグラインの最上段のれんがとフリーボードのれんがとの間の水平目地も連続しないため、フリーボードのれんがの抜け落ち防止効果も得られる。

スラグラインにおいて水平目地が連続しないようにする範囲は、損傷の大きな部位に限定して適用してもよく、例えば円周方向にれんが２段分とすることができる。さらに、円弧状の特定の範囲としても良い。

さらに、スラグラインとフリーボードのすべてのれんがの水平目地が連続しないようにライニングすることで、スラグラインの水平目地開きの抑制効果とフリーボードのれんがの抜け落ち防止効果をより高めることができる。

ここで、図１の第１実施形態のように周方向に隣接するれんが間の最も近くにある水平目地どうしの高さの差が、高さが高い方のれんがの高さの５０％になるように配置すると、溶鋼鍋の使用条件等によってはれんがの中央部に水平亀裂が入ることがあり、この水平亀裂が水平方向に広がり、亀裂の幅が拡大し、前述の図６の水平目地のように先行溶損する場合がありうる。この理由は、前述の鉛直方向の膨張収縮によってれんがの中央部に最も大きな応力が発生するためである。このような場合には、図２の第２実施形態のように、隣接するれんがの水平目地がれんがの中央に来ないように配置することで、れんがの水平亀裂を防止することができる。具体的には、周方向に隣接するれんが間の最も近くにある水平目地どうしの高さの差が、高さが高い方のれんが高さの１０〜４０％となるようにすることが好ましい。

図４に示した溶鋼鍋において、Ｃ含有量が１３質量％、ＭｇＯ含有量が８５質量％のマグネシアカーボンれんがを、図１と図２のライニング構造で、スラグラインとフリーボードの全範囲に適用した。また、メタルラインには、Ｃ含有量が１０質量％、ＭｇＯ含有量が８８質量％のマグネシアカーボンれんがを水平目地が連続ししかも垂直目地が連続しない構造でラインニングし、敷には、Ｃ含有量が１０質量％、Ａｌ_２Ｏ_３含有量が７４質量％、ＭｇＯ含有量が１０質量％のアルミナマグネシアカーボンれんがを平行積み方式でライニングした。その結果、従来の水平目地が連続する構造（図５）ではスラグラインの水平目地部の先行損耗が発生し、寿命は８５ｃｈだったのに対して、図１のライニング構造の場合、スラグラインの水平目地部の先行損耗は軽減され、寿命は９６ｃｈまで延びた。なお、図１のライニング構造では、前述したれんがの水平亀裂が部分的に発生したが、図２のライニング構造ではれんがの水平亀裂は発生せず、スラグラインの水平目地部の先行損耗が大幅に軽減され、寿命はさらに１１０ｃｈまで延びた。

１溶鋼鍋
２鉄皮
３不定形耐火物
４（４Ａ〜４Ｄ）れんが
５フリーボード
６スラグライン
７メタルライン
８（８Ａ〜８Ｄ）水平目地
９敷

Claims

取鍋のれんがのウエアライニング構造において、スラグラインでは垂直目地が連続し水平目地が連続していないことを特徴とする取鍋のれんがのウエアライニング構造。
前記スラグラインにおいて、周方向に隣接するれんが間の最も近い水平目地どうしの高さの差が、高さが高い方のれんがの高さの１０〜４０％である請求項１に記載の取鍋のれんがのウエアライニング構造。